高應(yīng)變率下高錳鋼相變誘發(fā)塑性的晶體學(xué)研究

本項(xiàng)目從四個(gè)方面對(duì)高錳鋼高速變形下相變誘發(fā)塑性（即TRIP行為）進(jìn)行了以晶體學(xué)為主的研究；一是合金成分、初始組織的影響；二是高速形變下均勻形變區(qū)的TRIP行為；三是高速形變時(shí)非均勻形變的絕熱剪切帶（即ASB）形成規(guī)律；四是高速形變的力學(xué)行為。并與單相低強(qiáng)度高塑性的IF鋼和純銅，復(fù)相高強(qiáng)度低塑性的裝甲鋼和鈦合金進(jìn)行了比較。研究目標(biāo)是在理論上揭示高速下TRIP與ASB的晶體學(xué)特點(diǎn)和交互作用機(jī)理，認(rèn)識(shí)10000/s高速率下TRIP過程的取向依賴性，變體選擇規(guī)律及織構(gòu)特點(diǎn)；在應(yīng)用上為開發(fā)和應(yīng)用新型抗高速?zèng)_擊材料奠定理論基礎(chǔ)。 結(jié)果表明，高錳TRIP鋼有很寬的初始組織調(diào)控余地，通過熱變形、預(yù)變形、成分改變可有效調(diào)整初始組織。純奧氏體初始組織有非常高的抗沖擊斷裂能力，而初始組織中體心馬氏體的增多可提高沖擊強(qiáng)度，接近高強(qiáng)材料，但ASB提前形成。C含量的提高穩(wěn)定奧氏體，抑制TRIP效應(yīng)。高速下均勻形變過程中，仍存在TRIP行為的取向依賴性，即<111>取向奧氏體晶粒拉伸時(shí)易相變，<100>晶粒則不易相變。壓縮與拉伸時(shí)TRIP的取向依賴性不同。高速?zèng)_擊變形下TRIP過程不再是主要由取向因子控制，而顯示強(qiáng)的晶界交互作用。在非均勻變形的ASB區(qū)域，TRIP可發(fā)生在ASB形成之前，ASB形成位置主要受應(yīng)力場(chǎng)控制，而受相分布控制較弱。ASB中的體心馬氏體主要是被剪切卷入的，ASB內(nèi)以超細(xì)等軸奧氏體晶粒為主，這是剪切帶內(nèi)的絕熱溫升、馬氏體逆相變的結(jié)果。在ASB以外的過渡區(qū)也檢測(cè)馬氏體向奧氏體逆相變的特征。TRIP過程可推遲ASB的產(chǎn)生，ASB的形成又抑制TRIP過程。ASB形成時(shí)高錳鋼的加工硬化能力和持續(xù)時(shí)間既優(yōu)于裝甲鋼和高強(qiáng)TC18鈦合金，又優(yōu)于高塑性的IF鋼和純銅。高錳TRIP鋼ASB內(nèi)裂紋的特殊性在于其可沿帶外的體心馬氏體相外延。以奧氏體為主的ASB防止了帶內(nèi)形成或擴(kuò)展的裂紋的快速發(fā)展，而帶外的體心馬氏體雖誘發(fā)ASB內(nèi)裂紋離開ASB，但延長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展路徑而未造成樣品失效。高速?zèng)_擊下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線只能反映裂紋擴(kuò)展過程，而無法顯示ASB形成過程。 2100433B

高應(yīng)變率下金屬的形變逐漸不均勻，破壞的典型形式是形成絕熱剪切帶ASB，剪切帶的形成伴隨局部區(qū)域出現(xiàn)高度取向擇優(yōu)，通過連續(xù)式動(dòng)態(tài)再結(jié)晶方式或因絕熱升溫再激冷發(fā)生相變形成白亮帶，并繼而誘發(fā)裂紋。新型高錳TRIP鋼具有優(yōu)異的強(qiáng)塑積值，優(yōu)于TWIP鋼的高應(yīng)變量下的加工硬化能力，適合于汽車高速抗沖擊結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用。本申請(qǐng)計(jì)劃從晶體學(xué)的角度、研究高速變形條件下相變誘發(fā)塑性（TRIP）過程在絕熱剪切帶形成中的作用及可能出現(xiàn)的多次增韌性。具體講就是研究：高速下均勻變形時(shí)的TRIP行為，由TRIP組織過渡到ASB、再從ASB內(nèi)組織演變直至斷裂的演變規(guī)律；同時(shí)考察合金成分、初始組織、形變方式對(duì)TRIP機(jī)制下的ASB形成的影響；在理論上揭示高應(yīng)變率下相變誘發(fā)塑性在絕熱剪切帶形成中的機(jī)理，在應(yīng)用上優(yōu)化出工藝參數(shù)及成分，為新型高錳TRIP鋼在汽車上的應(yīng)用及控制技術(shù)提供依據(jù)。

1)建立一種耦合高壓與高應(yīng)變率效應(yīng)的塑性變形基本特性方程：選擇剪切模量為流動(dòng)應(yīng)力尺度，由剪切模量的密度與溫度相關(guān)性及高壓狀態(tài)方程，確定流動(dòng)應(yīng)力尺度的壓力與溫度相關(guān)性。在此尺度下度量流動(dòng)應(yīng)力，由應(yīng)變率控制機(jī)理，確定無量綱流動(dòng)應(yīng)力與無量綱應(yīng)變率及溫度的相關(guān)性。從而表達(dá)高壓與高應(yīng)變率對(duì)于塑性變形耦合效應(yīng)的可分離函數(shù)特性。2）揭示非過載平面沖擊波定常塑性波流動(dòng)應(yīng)力隨高壓與高應(yīng)變率變化的實(shí)測(cè)結(jié)果：發(fā)展錳銅應(yīng)。 2100433B

：利用量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）的唯象場(chǎng)論模型，研究QCD在高溫和高密度下的相變行為，包括手征相變和退禁閉相變，以及它們之間的相互關(guān)系。目標(biāo)是求得對(duì)目前尚未充分了解的QCD 相變有更深入的認(rèn)識(shí)。結(jié)合RIHC 相對(duì)論重離子碰撞實(shí)驗(yàn)物理，探索夸克膠子等離子體（QGP）的存在證據(jù)及其相應(yīng)的物理性質(zhì)，研究QCD 相圖結(jié)構(gòu)。此研究屬于基本理論研究，但它對(duì)于早期宇宙演化、天體物理中中子星的內(nèi)核的探索以及正進(jìn)行的高 2100433B